생분해되는 3D 프린팅 스텐트

(Some of the custom-fit biodegradable airway stents 3D-printed by the researchers. Credit: ETH Zurich)

기도 (trachea)는 인후두와 폐를 연결시켜주는 가장 큰 통로로 인간의 생존에 절대적으로 중요한 장기입니다. 따라서 쉽게 부서지지 않는 연골로 되어 있으나 암을 포함해 여러 가지 질병에 의해 손상되거나 혹은 수술을 받아야 하는 상황이 생깁니다. 이런 경우 좁아지거나 손상된 기관지를 유지하기 위해 스텐트 (stent)를 삽입하게 됩니다. 스텐트는 대개 단단한 금속 소재나 좀 더 부드러우면서 생체 적합 소재인 실리콘을 이용해서 만듭니다.

그런데 금속의 경우 식도가 손상에서 회복된 이후에도 일단 고정되면 제거가 쉽지 않습니다. 빠지지 않게 단단하게 고정되어 주변 조직과 달라붙은 스텐트를 함부로 제거하면 더 큰 문제가 생길 수 있습니다. 실리콘 스텐트는 제거는 쉬운 편이나 잘 빠지는 단점이 있어 본래 위치에서 벗어날 위험이 있습니다.

스위스 취리히 연방공과대학 (ETH Zurich)의 연구팀은 3D 프린터에서 새로운 돌파구를 찾았습니다. 연구팀이 취리히 대학 및 취리히 병원과 협력해서 선보인 것은 생분해성 (biodegradable) 소재로 만든 3D 프린팅 기도입니다. 이 기도 스텐트는 디지털 광처리 digital light processing (DLP)라는 기술로 만든 것으로 투명한 광감각 수지에 자외선을 조사해 복잡한 3차원 구조를 만들 수 있습니다.

사실 기술 자체는 새로운 부분이 없으나 연구팀은 3D CT 스캔을 통해 환자 마다 맞춤형 스텐트를 만들면서도 충분한 내구성을 지니고 시간이 지나면 자연적으로 흡수될 수 있는 소재를 만들기 위해 많은 노력을 기울였습니다. 연구팀이 만든 생분해성 수지는 6-7주 정도 형태를 유지한 후 인체에 문제 없이 흡수된다고 합니다.

물론 실제 임상에서 쓰이기 위해서는 신중한 연구가 필요하겠지만, 앞으로 스텐트나 이식용 임플란트 부분에서 3D 프린터의 쓰임새는 날로 커질 것으로 기대합니다.

참고

https://newatlas.com/medical/biodegradable-3d-printed-airway-stent/

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-02/ez-3ba020321.php

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